Recyclage de polyoléfines assisté par hydrogène sur catalyseur bifonctionnel acide/métal

Recycler les plastiques pour palier l’épuisement des ressources fossiles, mais surtout pour limiter leur effet désastreux sur l’environnement est une nécessité. La volonté d’IFPEN d’être un acteur majeur d’une économie circulaire bas carbone l’amène à travailler sur le recyclage des plastiques. Les polymères polyoléfines (PO) qui constituent les plastiques les plus difficiles à convertir sélectivement présentent des caractéristiques chimiques communes avec les paraffines longues contenues dans le pétrole. L’expertise de plusieurs décennies à IFPEN dans la conversion de produits pétroliers va permettre d’utiliser les connaissances acquises pour identifier des catalyseurs actifs et sélectifs pour la transformation des plastiques en intermédiaires d’intérêt.
Les procédés de conversion assistés par hydrogène constituent une excellente voie pour orienter l’hydrocraquage de ces polymères vers des produits d’intérêt en utilisant des catalyseurs bifonctionnels contenant une fonction acide (zéolithe) et une fonction hydro/déshydrogénante (métal). Le choix du type de zéolithe (acidité, taille de pores), de métal, du ratio métal/acide et de la proximité entre le métal et l’acide sera déterminant pour optimiser la conversion sélective des PO en chaines de longueur optimale. Malgré la similarité qui a été mentionnée entre PO et paraffines longues issues du pétrole, la spécificité des polymères et en particulier des PO (distribution de longueur de chaines, cristallinité…), la diversité de celles-ci (LDPE, HDPE, PP…) et les additifs contenus dans les plastiques risquent d’entrainer des comportements différents en catalyse. L’objectif de cette thèse est de proposer un système catalytique sélectif pour la conversion des PO vers des produits qui pourront alimenter des procédés de pétrochimie avec une volonté d’économie circulaire. Un travail pluridisciplinaire sera mis en œuvre, comprenant l’étude de différentes structures zéolithiques, différents métaux ainsi que l’étude mécanistique comparant la réactivité de plusieurs PO. Le défi final sera d’utiliser le catalyseur optimal pour recycler des plastiques issus de la collecte/tri de déchets réels. Cette thèse sera pour vous l’opportunité de travailler dans un environnement stimulant au sein d’une entreprise en pleine mutation qui développe des procédés industriels avec une empreinte carbone réduite. 

Mots clés : Recyclage, polyoléfines, zéolithes, H2, économie circulaire, plastiques, sélectivité, catalyse.

• Directeur de thèse    Directeur de Recherche CNRS, MONTEIL Vincent, Laboratoire CP2M, ORCID 0000-0003-3530-1789
• Ecole doctorale    206 - Ecole doctorale Chimie, Procédé, Environnement, lien sur le site
• Encadrant IFPEN    Docteure MAURY Sylvie, Ingénieure de recherches, Département CATMAB, sylvie.maury@ifpen.fr, ORCID 0000-0002-7742-8385
• Localisation du doctorant    IFPEN, Solaize (69) et CP2M, Villeurbanne (69), proches Lyon, France
• Durée et date de début    3 ans, début au cours du quatrième trimestre 2023
• Employeur    IFPEN, Solaize (69), France
• Qualifications    Master II et/ou d’un diplôme d’ingénieur en lien avec les domaines suivants : Sciences Chimiques, Génie des Matériaux ou Génie chimique
• Connaissances linguistique    Bonne maîtrise du français ou de l’anglais indispensable
• Autres qualifications    Connaissances informatiques (excel, word, PowerPoint a minima), capacités rédactionnelles seraient appréciées